融合触觉反馈的多通道交互模型研究

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多通道交互是人机交互领域的重要研究方向,综合利用多个通道的信息能够提供更加自然、高效的交互体验。当前的触觉技术发展和可穿戴界面的交互特征给多通道交互的研究和应用设计带来了新的机遇和挑战,包含触觉反馈的界面信息呈现形式开始体现出其不可忽视的交互价值。  现有的多通道交互研究难以回答融合触觉反馈的多通道信息呈现形式对用户交互表现所产生的影响问题。建立合适的模型有助于理清多通道交互各要素之间的关系,降低多通道交互问题的复杂性,从而指导融合触觉反馈的多通道交互研究与多通道应用设计。  本文首先对多通道交互和触觉交互的研究现状进行了广泛调研,并对可支持交互研究的已有认知模型和框架体系进行探讨,在此基础上提出了一种融合触、听、视觉的多通道认知加工与整合方法,利用模型化的方法突出了多通道交互中信息呈现形式与用户认知效果之间的关联;接着,从用户认知规律相关的基础研究入手,梳理出能够从交互研究角度建立人的多通道交互信息处理描述的建模思路,探索性地提出了基于多感融合的多通道交互模型,并在该模型的约束下设计实验,实验结果验证了模型,并为触觉反馈对多通道交互效率影响展示出新的探索方向。  本文的创新点如下:  1,提出了一种融合触、听、视觉的多通道认知加工与整合方法。针对目前多通道交互研究多受限于特定硬件设备或应用场景的现状,对融合触、听、视觉的多通道交互进行模型化的研究,并在其中强调了多通道输出控制的概念,提出系统的输出数据需要进行多通道呈现优化,把下一步的研究视角聚焦在人对多通道呈现信息的处理效果及影响规律上。  2,提出了一种基于多感融合的多通道交互模型。利用该模型,提出了交互抑制预测与交互增强预测。该模型的适用约束指导了相应的实验设计,对其概念意义的辨析指导了实验数据的深化分析思路。同时,这一成果也为认知科学研究成果如何转化为人机交互实际应用提供了一个探索性的案例。  3,设计并实现了一种可分析多通道呈现对用户交互任务表现影响的用户实验,实验中观察到了具有显著性差异的交互抑制现象与交互增强现象,这验证了前述模型的有效性。实验结果显示,虽然总体被试表现呈现出早已形成共识的视觉在交互中的主导影响,但是基于被试个体差异的分组分析却显示,无视具体感觉属性而划分出的优势通道与劣势通道之间的差异,会对双通道情况下的用户交互表现产生可被观察到的显著影响,这展示出触觉反馈对多通道交互效率影响的新的探索方向。
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